初中物理物8秋11凸透镜成像规律朱晓俊.docx

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初中物理物8秋11凸透镜成像规律朱晓俊

初二物理秋季班

教师

日期

学生

课程编

课型

新课

课题

凸透镜成像规律

教学目标

1．了解凸透镜成像实验

2．掌握凸透镜成像规律

教学重难点

1．了解凸透镜成像实验（考试要求B；出题频率一般）

2．掌握凸透镜成像规律（考试要求B；出题频率一般）

教学安排

版块

时长

1

知识梳理

25分钟

2

例题解析

30分钟

3

随堂检测

40分钟

4

课堂总结

10分钟

5

课后作业

30分钟

……

一、凸透镜成像实验

1、实验器材：

______、蜡烛、______、光屏

2、实验步骤：

①观察凸透镜，弄清凸透镜的______，并记下f。

②把蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节_________、_________、_________三个中心大致在__________，目的是__________________。

③移动蜡烛，分别把蜡烛放置距凸透镜大于2倍焦距的地方、1倍焦距和2倍焦距之间、在1倍焦距以内时，移动光屏，直到光屏出现______的像为止，观察像的特点并记录下此时像距的大小。

④整理数据和器材。

4、如果实验中，用物体把透镜的上半部分遮挡起来，那么光屏上所成的像__________________。

5、实验过程中，光屏上成像时，随着物距的变大，像距会_______；随着物距的变小，像距会________。

【答案】1、凸透镜；光具座

2、焦距；烛焰；凸透镜；光屏；同一高度；使像成在光屏的中央；清晰

3、大小不变，但光线偏暗

4、变小；变大

二、凸透镜成像规律

凸透镜成像规律口诀：

一倍焦距分______；二倍焦距分______；成实像时，物近像________像变________；成虚像时，物远像________像变________。

成放大像时，像距的增加量_______物距的增加量；成缩小像时，像距的增加量_______物距的增加量。

凸透镜成像规律：

物距（u）

倒正

大小

虚实

像距（v）

应用

u＞2f

倒立

_______

实像

_______

_______

u＝2f

倒立

_______

实像

_______

无

f＜u＜2f

倒立

_______

实像

_______

_______

u＝f

不能成像

u＜2f

正立

_______

_______

像与物在同侧

_______

【答案】1、虚实；大小；远；变大；近；变小；大于；小于

2、缩小；f＜v＜2f；照相机；等大；v＝2f；放大；v＞2f；投影仪；放大；虚像；放大镜

三、凸透镜成像作图

①当物距大于2倍焦距时，像距在__________________之间，成_______________，应用为照相

机等。

②当物距等于2倍焦距时，像距为______________，成_______________。

③当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，像距为__________________，成_______________，应用为投影仪、幻灯机等。

④当物距在1倍焦距以内时，成_______________，应用为放大镜等。

【答案】一倍焦距和两倍焦距；倒立缩小实像；两倍焦距；倒立等大实像；两倍焦距以外；倒立放大实像；正立放大虚像

一、凸透镜成像实验

知识点一：

凸透镜成像实验

【例1】小明做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜焦距为10cm。

实验过程中，他发现烛焰在光屏上成的像偏高，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向__________（填“上”、“下”）调节。

若光屏高度调好后，蜡烛和透镜放在如图所示的位置时，调节光屏距离，使光屏上出现一个清晰的像，这个像是__________（选填“倒立”或“正立”）、__________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。

生活中__________（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是利用这个原理制成的。

【难度】★★

【答案】上；倒立；缩小；照相机

【例2】某兴趣小组做“探究凸透镜成像的规律”的实验。

（1）如图所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于____________________，其目的是使像成在___________。

（2）小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时,在光屏上得到一个清晰的像，这个像一定是________（填“放大”“缩小”或“等大”）的。

（3）小明将蜡烛由距透镜150cm处移至距透镜100cm处的过程中，在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为7cm。

透镜的焦距约为__________cm，判断的依据是______________________。

小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比___________（偏大、偏小、等于）。

（4）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视膜。

给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视膜”上成一清晰的像。

若取下远

视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏_________（选填“远离”或“靠近”）透镜。

【难度】★★

【答案】

（1）同一高度；光屏中央

（2）放大

（3）7；物距大于10倍焦距时，像距约等于焦距；偏大

（4）远离

【例3】在图（a）中，凸透镜A的焦距为20厘米，物距为________厘米，光屏中心呈现清晰的烛焰像，该实验现象可以说明_________的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。

若用凸透镜B替换凸透镜A继续实验，如图（b）所示，光屏上呈现清晰的像，像距为________

厘米，透镜B的焦距_______透镜A的焦距（选填“大于”或“小于”）。

【难度】★★

【答案】30；幻灯机；20；小于

【例4】在“验证凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距是10厘米。

小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：

（1）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与发光二极管组成的“F”的中心大致在_____________。

（2）将凸透镜固定在光具座的零刻度线上，光源和光屏的位（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向_____________（选填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像。

（3）如果将光源移至7厘米刻度处，凸透镜此时成的是放大的_____________（选填“虚像”或“实像”）。

【难度】★★

【答案】同一高度；缩小；左；虚像

【例5】如图所示的“验证凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜焦距为10厘米，此时光屏上正好能得到一个清晰的像，则该像应该是____________（选填“等大”、“缩小”或“放大”）的。

若凸透镜位置保持不变，蜡烛由光具座的10厘米刻度处向30厘米刻度处移动过程中，为了能在光屏上找到清晰的像，光屏应该____________（选填“向左移动”、“向右移动”或“位置不变”）。

【难度】★★

【答案】缩小；向右移动

二、凸透镜成像规律

知识点一：

凸透镜成像规律

【例1】在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜及光屏处在如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。

由此可以判断，他所使用凸透镜的焦距（）

A．一定小于8cm

B．一定在8cm到10cm之间

C．一定大于20cm

D．一定在10cm到16cm之间

【难度】★★

【答案】B

【例2】小明在用可变焦的光学照相机（一种镜头焦距大小可根据需要发生改变的光学照相机）给小兰拍了一张半身照之后，保持相机和小兰的位置不变，又给小兰拍了一张全身照。

关于这个过程对相机的调节，下列说法中正确的是（）

A．焦距变大，像距也变大B．焦距变小，像距也变小

C．焦距变大，像距变小D．焦距变小，像距变大

【难度】★★

【答案】B

【例3】为了防盗，在门上装上一个“猫眼”，使屋内的人能看清屋外的人是一个正立缩小的像，屋外面的人却看不清屋内的人，则“猫眼”应该是（）

A．凸镜B．凹镜C．凹透镜D．凸透镜

【难度】★

【答案】C

【例4】如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S’是S经凸透镜所成的像。

当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u>f），像S’远离透镜移动的情况是（）

A．沿平行主轴方向

B．沿O与S’连线方向

C．沿F2与S’连线方向

D．沿F1与S’连线方向

【难度】★★★

【答案】C

【例5】如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧l0厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（）

A．一个倒立实像，一个倒立虚像，一个正立实像

B．一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像

C．一个正立虚像，一个倒立实像，一个倒立虚像

D．一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像

【难度】★★★

【答案】A

三、凸透镜成像作图

知识点一：

凸透镜成像作图

【例1】作图：

S是发光体，S’是它通过凸透镜成所的像。

请画出凸透镜的位置并找出焦点（一个即可）

【难度】★★★

【答案】

【例2】下面为近视眼镜的示意图。

请你根据近视眼的成因及矫正方法，在图中虚线框内划出矫正所需要的透镜并完成矫正后的光路图

【难度】★★★

【答案】

【例3】实验中有时需要将一束行平光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决.请在下图的两个方框中各画出一种组合方式。

【难度】★★★

【答案】

1、如下图甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。

摄像头的镜头相当于一个______透镜，它的工作原理与_____________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相似。

如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是逐渐_________（选填“靠近”或“远离”）摄像头。

【难度】★★

【答案】凸透镜；照相机；远离

2、小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，用装有6个发光二极管的有方格的白纸板做发光物体，如图甲所示。

又用这种有同样大小方格的白纸板做光屏.将发光物体、凸透镜和光屏组装到光具座上并调整好。

（1）当发光物体在

点时，如图乙所示，在光屏上成的像如图丙所示。

则光屏上的像是倒立、________的实像。

将发光物体由

点移动到

点，要想找到像的位置，应移动光屏，直到____________为止

（2）用这种发光物体和光屏做实验，最主要的一条优点是：

___________________。

（3）如图乙所示，当发光物体在

点时，物与像之间的距离为S1，当发光物体在

点时，物与像之间的距离为S2，则S1_______S2。

（选填“>”、“=”或“<”）

（4）小明探究完凸透镜成像规律后，接着又做了一个观察实验.发光体位置不变，取下光屏，当眼睛在原光屏处会看到发光体的像吗？

_________________，眼睛靠近凸透镜，是否能看到像？

___________。

眼睛从原光屏位置远离凸透镜，是否能看到像？

____________。

（填“能看到”或是“不能看到”）

【难度】★★

【答案】

（1）缩小；光屏上成清晰的像

（2）便于比较像与物的大小关系（3）＜（4）不能；不能；能

3、在一个不透明的木板上，钻一个小孔。

用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围，如图所示。

在小孔中嵌入一定形状的玻璃制品，可以扩大观察范围。

则在图中的四个截面中能够获得最大观察范围的是（）

【难度】★★

【答案】D

4、小磊在探究物距大于1倍焦距时凸透镜的成像规律。

他将不同的凸透镜A、B和C（fA＞fB＞fC）固定在光具座上35cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图（a）、（b）和（c）所示。

请仔细观察图中的实验操作过程和实验现象，归纳得出初步结论。

（1）分析比较图（a）或（b）或（c）可得的初步结论是：

_________________________________。

（2）分析比较图（a）和（b）和（c）可得的初步结论是：

_________________________________。

【难度】★★

【答案】

（1）当物距大于一倍焦距时，凸透镜成倒立的实像

（2）当物距大于一倍焦距时，物距相同，凸透镜的焦距越小，所成的像越小，像距也越小

5、如图所示，一点光源位于金属圆筒内部轴线上A点。

圆筒轴线与凸透镜主光轴重合，光屏与圆筒轴线垂直且距离透镜足够远。

此时，点光源正好在光屏上形成一个清晰的像，测出此时凸透镜与圆筒右端面B的距离为L；向右移动凸透镜到适当位置，光屏上再次出现了清晰的像。

由于光源位于圆筒的内部，无法直接测量出A与筒右端面的距离d，为了求出d的大小，在上述过程中还需要测量出的一个物理是___________；如果用N来表示该物理量的大小，则可以得出d=____________。

【难度】★★★

【答案】第二次成像时透镜与光屏的距离；N—L

6、说出两种最简便的估测凸透镜焦距的方法。

【难度】★★

【答案】方法一：

让阳光垂直射到镜面，调节到阳光会聚的光点至最小，测出会聚光点到镜面的距离即为焦距。

方法二：

当作放大镜来看书。

调节到字体的放大虚像至恰好变成模糊为止，测出透镜到字体的距离即为焦距。

7、据我们所知，人眼球中的晶状体相当于凸透镜，那么要在视膜上成清晰的像，眼睛离物体的距离应（）

A．大于一倍焦距B．大于两倍焦距

C．大于一倍焦距，小于二倍焦距D．小于一倍焦距

【难度】★

【答案】B

8、如图所示，小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到的虚像可能是（）

【难度】★

【答案】C

9、为了“探究凸透镜成实像的规律”，某小组同学利用三个焦距不同的凸透镜（f1

他们分别用三个凸透镜进行了三组实验，实验步骤和操作均正确，并将每次实验的物距u、像距v以及所成像的大小情况等分别记录在表一、二、三中。

（1）分析比较实验序1与2与3或4与5与6数据中物距u与像距v变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：

________________________________________________________。

（2）分析比较实验序__________________数据中物距u与像距v变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：

不同的凸透镜成实像时，物距相同，像距随焦距增加而增大。

（3）进一步分析比较各表中的数据，寻找物距、像距与成像大小的联系，归纳得出初步的结论。

（a）分析比较实验序2、3、5、6、8、9，可归纳得出初步的结论：

物体在凸透镜中成缩小的实像时，________________________________________。

（b）分析比较实验序1、4、7及相关条件，可归纳得出初步的结论：

________________________

________________________________________________________。

【难度】★★

【答案】

（1）同一凸透镜成实像时，像距随物距增加而减小

（2）2与5与7

（3）（a）像距小于物距（v/u<1）

（b）不同的凸透镜成等大的像时，像距等于物距，且像距、物距随焦距增加而增大

10、某同学用三个材料相同而厚度不同的凸透镜来研究它们对平行光的作用。

研究过程如图中（a）、（b）、（c）所示。

请仔细观察装置和实验现象，然后归纳得出初步结论：

（1）_______________________________________________________________。

（2）_______________________________________________________________。

【难度】★★

【答案】凸透镜对平行光线有会聚作用；相同材料的凸透镜越厚，对光线会聚作用越强

11、如图所示，凸透镜L位于玻璃水槽中，一束阳光沿L主轴方向射到L上，经折射后会聚于P点。

现把水槽中的水倒掉，其它条件不变，则这束阳光的会聚点将向______边移动。

【难度】★★★

【答案】右

1、凸透镜的成像规律记忆方式。

2、凸透镜实验的具体步骤。

3、凸透镜成像的光路图。

1、把一个凸透镜固定于薄壁玻璃筒中间，在凸透镜的焦点F处放一个点光源S，然后注入水，使水面处于光源S和凸透镜之间，如图所示，为使凸透镜折射后的光线是一束平行光，则光源的位置（）

A．应适当升高B．应适当降低

C．应不动D．无论怎样变动，均无法实现

【难度】★★

【答案】B

2、用幻灯机放映幻灯片时，银幕上出现的是正常画面，但若有一个小虫正好飞落在凸透镜镜片上，此时对画面的影响为（）

A．几乎无影响B．画面上有只小虫

C．画面上有小虫，但不清晰D．画面变得模糊

【难度】★★

【答案】A

3、一个凸透镜的焦距是10cm，若有一支蜡烛放在距凸透镜30cm处，以速度ν在燃烧

，则蜡烛所成像的缩短速度是（）

A．大于νB．等于νC．小于νD．无法确定

【难度】★★

【答案】C

4、用镜头焦距不变的照相机给某同学拍照时，底片上成一清晰的半身像，现要改拍全身像，则应该（）

A．照相机远离该同学，镜头向前调节B．照相机远离该同学，镜头向后调节

C．照相机靠近该同学，镜头向前调节D．照相机靠近该同学，镜头向后调节

【难度】★★

【答案】B

5、在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将发光体S（箭头形状的发光二极管，长为2cm）、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行试验，如图所示。

固定凸透镜T，将发光体S放在离凸透镜4cm（物距u）处，移动光屏P，如果找不到像，则记录光屏上光斑的特征；如果在光屏上出现清晰的像，则记下像的特征，测出光屏P到透镜T的距离（像距）和像的长度。

然后，将物距依次增加2cm，重复上面的实验。

实验数据如下表，根据表中的信息，回答下列问题：

实验顺序

物距u/cm

像距v/cm

像的长度/cm

像的特征

1

4.0

/

光斑大小变化

只有圆光斑

2

6.0

/

光斑大小变化

只有圆光斑

3

8.0

/

光斑大小不变

只有圆光斑

4

10.0

40.0

8.0

倒立的箭头

5

12.0

24.0

4.0

倒立的箭头

6

14.0

18.7

2.7

倒立的箭头

7

16.0

16.0

2.0

倒立的箭头

8

18.0

14.4

1.6

倒立的箭头

9

20.0

13.3

1.3

倒立的箭头

（1）凸透镜T的焦距为________cm。

（2）物距u在_______范围时，在光屏上总成倒立放大的实像。

（3）当物距从开始再到逐渐增大时，则像的大小____，像距_____。

（均选填“变大”“变小”“不变”“先变小后变大”“先变大后变小”）

（4）当物距等于7cm时，物体在光屏上_____成像（填“一定会”“一定不会”“可能会”）。

分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u＋v）最小时，成在光屏上的像的长度_____发光体的长度。

（填“大于”“小于”或“等于”）

【难度】★★

【答案】

（1）8

（2）8cm~16cm（或10cm~16cm，或f~2f）（3）变小；变小；（4）一定不会；等于

6、小明在研究凸透镜成像规律时，突然发奇想：

如果让烛焰左右晃动，像将如何变化。

于是，朝垂直于光具座刻度尺的方向，轻轻地吹蜡烛，使烛焰左右晃动，在光屏上可看到（）

A．像上下抖动

B．像跟没吹时一样

C．像也是左右晃动，且烛焰向左偏时，像向左

D．像也是左右晃动，但烛焰向左偏时，像向右

【难度】★★★

【答案】D

7、某同学通过实验研究凸透镜的成像规律。

他选择了焦距分别为f1和f2（f1>f2）的两块凸透镜进

行实验。

实验时，他将蜡烛分别置于主光轴上距离凸透镜L1和L2（L1

（1）比较图（a）与（b）[或（c）与（d）]的物距、焦距、像距，以及光屏上的成像情况可知：

同一凸透镜，成实像时，物距越大，_____________________________________。

（2）比较图（a）与（c）[或（b）与（d）]的物距、焦距、像距，以及光屏上的成像情况可知：

____________________________________________________________________。

【难度】★★

【答案】像距越小，像越小

不同凸透镜，成实像时，物距相同，焦距越小，像距越小，像越小

8、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为8cm，20cm和26cm，分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距f满足关系式（）

A．f<8cmB．8cm

C．10cm

【难度】★★★

【答案】C

9、某小组同学在完成“研究凸透镜成像规律”的实验后，用一块焦距未知的凸透镜继续他们的研究，他们固定发光物和光屏的位置，移动凸透镜，使光屏上成2次清晰的像，并记下此时物距u和像距v及光屏上所成像的特点。

然后又2次改变发光物和光屏间的距离，重复上述实验，将数据分别记录在表一和表二。

表一

实验序

物距u（厘米）

像距v（厘米）

成像特点

uv（厘米2）

u+v（厘米）

1

30

15

倒立缩小

450

45

2

35

14

倒立缩小

490

49

3

50

12.5

倒立缩小

625

62.5

表二

实验序

物距u（厘米）

像距v（厘米）

成像特点

uv（厘米2）

u+v（厘米）

4

15

30

倒立放大

450

45

5

14

35

倒立放大

490

49

6

12.5

50

倒立放大

625

62.5

（1）分析比较表一和表二中物距和像距的大小关系及成像特点，可以得出结论：

当凸透镜成实像时，_______________________________________________。

（2）分析比较实验序__________________中第一和第二次成像数据中物距和像距关系及相关条件，可以得出结论：

同一凸透镜物屏距离一定，移动凸透镜能在光屏上成2次像时，第一次成像的物距是第二次成像的像距。

（3）进一步综合分析比较表一和表二中经运算后得到的数据及相关条件，可以得出的初步结论是：

______________________